FR3028893A1

FR3028893A1 - CARTER SUPPORT STRUCTURE

Info

Publication number: FR3028893A1
Application number: FR1461325A
Authority: FR
Inventors: Thierry Georges Paul Papin; Kaelig Merwen Orieux; Regis Eugene Henri Servant
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-05-27
Anticipated expiration: 2034-11-24
Also published as: US9945261B2; FR3028893B1; US20160146054A1

Abstract

Structure de support interposée entre le moteur et la nacelle d'un aéronef et apte à être fixée sur un carter intermédiaire, comportant une virole comprenant une pluralité de secteurs (12A, 12B, 12C, 12D), une pluralité de bras radiaux (14A, 14B, 14C, 14D) chacun monté entre deux secteurs de virole adjacents, et une pluralité de moyens de fixation (16) de la pluralité de secteurs de virole avec la pluralité de bras radiaux, cette structure comportant un squelette (10) apte à transmettre les efforts de structure dans le carter intermédiaire, et des carénages non structuraux montés sur le squelette et aptes à reconstituer la veine aérodynamique.Support structure interposed between the engine and the nacelle of an aircraft and adapted to be fixed on an intermediate casing, comprising a shell comprising a plurality of sectors (12A, 12B, 12C, 12D), a plurality of radial arms (14A, 14B, 14C, 14D) each mounted between two adjacent ferrule sectors, and a plurality of fastening means (16) of the plurality of ferrule sectors with the plurality of radial arms, this structure comprising a skeleton (10) capable of transmitting the structural forces in the intermediate casing, and non-structural fairings mounted on the skeleton and capable of reconstituting the aerodynamic vein.

Description

1 Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des moteurs 5 d'aéronef, par exemple des turboréacteurs, et elle concerne plus particulièrement une structure de support interposée entre le moteur et la nacelle. Comme il est connu, une telle structure doit assurer, outre la jonction mécanique entre le moteur et la nacelle : 10 - la continuité de la veine aérodynamique du flux secondaire ; - le passage et le maintien des servitudes (électrique, mécanique, hydraulique) entre les différents composants du moteur (coeur, soufflante, etc...) et la nacelle de ce moteur ; - la protection au feu entre les différents compartiments du moteur et le 15 flux secondaire ; - l'accessibilité aux équipements et aux servitudes pour la maintenance. Cette structure de support est constituée d'un cadre cylindrique sectorisé (ou secteurs de virole) de faible largeur (de l'ordre de quelques centaines de millimètres selon l'axe moteur) comportant des capots 20 permettant un accès aisé aux équipements qu'ils recouvrent dès l'ouverture de la nacelle et de plusieurs bras répartis régulièrement autour de ce cadre. Classiquement, le cadre supporte des écopes du système de prélèvement d'air (booster VBV) et est destiné à être fixé sur le carter intermédiaire lui-même constitué d'un moyeu, d'une virole, de bras 25 structuraux et de redresseurs de soufflantes structuraux (OGV pour outlet guide vane). Sur les technologies actuelles, ce support structural a une fonction de carénage pour accéder aux équipements et reconstituer la veine aérodynamique, de sorte que sa peau aérodynamique doit aussi 30 assurer la tenue mécanique de l'ensemble. Il en résulte une masse importante car toute la surface aérodynamique de la structure de support doit être en métal, généralement de fonderie, en raison de sa géométrie complexe, et en outre être relativement épaisse pour des raisons de fabricabilité. 35 Les temps de maintenance devant être optimisés, le cadre actuel apparait aussi comme un obstacle à l'accès aux équipements placés 3028893 2 en dessous de lui et qui doivent pouvoir être déposés, changés, vérifiés... sous aile, en prenant en compte le temps de montage et démontage du cadre lui-même, dans un temps limité et dépendant de l'application. Il existe donc un besoin d'une structure de support plus particulièrement disposée entre le moyeu de carter intermédiaire et la virole de carter intermédiaire, qui permette d'assurer un accès facilité à ces équipements (c'est-à-dire améliorer leur temps d'accès) tout en apportant un gain de masse important ainsi qu'une réduction des perturbations dans la veine aérodynamique.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the field of aircraft engines, for example turbojets, and more particularly relates to a support structure interposed between the engine and the nacelle. As is known, such a structure must ensure, in addition to the mechanical junction between the engine and the nacelle: - the continuity of the aerodynamic stream of the secondary flow; - The passage and maintenance of servitudes (electrical, mechanical, hydraulic) between the various components of the engine (heart, fan, etc ...) and the nacelle of the engine; fire protection between the different compartments of the engine and the secondary flow; - accessibility to equipment and servitudes for maintenance. This support structure consists of a sectored cylindrical frame (or sectors of ferrule) of small width (of the order of a few hundred millimeters depending on the motor axis) comprising covers 20 allowing easy access to the equipment they cover when the opening of the nacelle and several arms regularly distributed around this frame. Conventionally, the frame supports scoops of the air sampling system (VBV booster) and is intended to be fixed on the intermediate casing itself consisting of a hub, a shell, structural arms and straighteners. structural blowers (OGV for outlet guide vane). On current technologies, this structural support has a fairing function to access the equipment and reconstruct the aerodynamic vein, so that its aerodynamic skin must also ensure the mechanical strength of the assembly. This results in a large mass because the entire aerodynamic surface of the support structure must be metal, generally foundry, because of its complex geometry, and also be relatively thick for reasons of manufacturability. Since the maintenance times have to be optimized, the current frame also appears as an obstacle to access to the equipment placed below it and which must be able to be deposited, changed, checked ... under wing, taking into account the time of assembly and disassembly of the frame itself, in a limited time and depending on the application. There is therefore a need for a support structure more particularly arranged between the intermediate casing hub and the intermediate casing shell, which makes it possible to ensure easier access to these equipment (that is to say, to improve their operating time). access) while providing a significant gain in mass and a reduction of disturbances in the aerodynamic vein.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant une structure de support interposée entre le moteur et la nacelle d'un aéronef et apte à être fixée sur un carter intermédiaire, comportant une virole comprenant une pluralité de secteurs, une pluralité de bras radiaux chacun monté entre deux secteurs de virole adjacents, et une pluralité de moyens de fixation de ladite pluralité de secteurs de virole avec ladite pluralité de bras radiaux, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un squelette apte à transmettre les efforts de structure dans ledit carter intermédiaire, et - des carénages non structuraux montés sur ledit squelette et aptes à reconstituer la veine aérodynamique. Ainsi, en dissociant partie structurale et aérodynamique, on obtient une structure de support dont la masse est notablement réduite, tout en permettant une meilleure répartition des charges. En outre, l'accessibilité» et le maintien des pièces environnantes peuvent être améliorés. De préférence, ledit squelette est un cadre métallique sans rupture mécanique et lesdits carénages non structuraux sont réalisés en tôles minces embouties ou en matériaux composites. Avantageusement, ledit cadre métallique comporte au moins deux secteurs de virole séparés par au moins deux bras radiaux. De préférence, chaque cadre métallique de secteur de virole 35 définit au moins une ouverture fermée par un capot et chaque cadre 3028893 3 métallique de bras radial définit au moins un orifice pour recevoir une platine de fermeture. Avantageusement, capots et platines comportent des chanfreins au niveau de chacun des passages de vis pour qu'une tête de chaque vis 5 s'y positionne exactement et soit alors alignée avec la face supérieure de ces capots et platines, de sorte à assurer la continuité aérodynamique du flux d'air. De préférence, ladite pluralité de moyens de fixation est constituée par une pluralité de vis traversant à la fois lesdits cadres 10 métalliques de secteurs de virole et lesdits cadres métalliques de bras radiaux, lesdits cadres métalliques de bras radiaux étant fixés radialement dans ledit carter intermédiaire par le biais d'un second ensemble de vis traversant un talon desdits cadres de bras radiaux et lesdits cadres métalliques de secteurs de virole étant fixés axialement dans ledit carter 15 intermédiaire par le biais d'un troisième ensemble de vis traversant un bord périphérique desdits cadres de secteurs de virole. L'invention concerne également tout moteur d'aéronef comportant une structure de support telle que précitée.OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The main purpose of the present invention is thus to overcome such drawbacks by proposing a support structure interposed between the engine and the nacelle of an aircraft and capable of being fixed on an intermediate casing, comprising a ferrule comprising a plurality of sectors, a plurality of radial arms each mounted between two adjacent shell sectors, and a plurality of means for securing said plurality of shell sectors with said plurality of radial arms, characterized in that it comprises: a skeleton adapted to transmit the structural forces in said intermediate casing, and - non-structural fairings mounted on said skeleton and capable of reconstituting the aerodynamic vein. Thus, by dissociating structural part and aerodynamic, one obtains a support structure whose mass is significantly reduced, while allowing a better load distribution. In addition, the accessibility "and the maintenance of the surrounding rooms can be improved. Preferably, said skeleton is a metal frame without mechanical rupture and said non-structural fairings are made of thin sheet metal or composite materials. Advantageously, said metal frame comprises at least two ferrule sectors separated by at least two radial arms. Preferably, each ferrule sector metal frame 35 defines at least one opening closed by a hood and each radial arm metal frame 30 defines at least one orifice for receiving a closure plate. Advantageously, covers and plates have chamfers at each of the screw passages so that a head of each screw 5 is positioned exactly and is then aligned with the upper face of these covers and plates, so as to ensure continuity aerodynamic flow of air. Preferably, said plurality of fastening means is constituted by a plurality of screws passing through both said ferrule sector metal frames and said radial arm metal frames, said radial arm metal frames being radially fixed in said intermediate casing by biasing a second set of screws through a bead of said radial arm frames and said ferrule sector metal frames being axially fixed in said intermediate case through a third set of screws passing through a peripheral edge of said frame members; ferrule sectors. The invention also relates to any aircraft engine comprising a support structure as mentioned above.

20 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : 25 - la figure 1 est une vue en perspective d'un squelette d'une structure de support conforme à l'invention ; - la figure 2 illustre la fixation du squelette de la figure 1 sur un carter intermédiaire de turbomachine ; - la figure 3 montre une platine destinée à être fixée sur le 30 squelette de la figure 1 au niveau d'un des bras radiaux ; et - la figure 4 montre un capot destiné à être fixé sur le squelette de la figure 1 au niveau d'un des secteurs de virole. Description détaillée d'un mode de réalisation Une structure de support interposée entre le moteur et la nacelle d'un aéronef, typiquement un turboréacteur, et qui se fixe sur le 3028893 4 carter intermédiaire du turboréacteur se présente classiquement sous la forme d'une virole entre les secteurs de laquelle sont solidarisés des bras radiaux. L'invention consiste à dissocier la tenue mécanique qui est 5 assurée par un squelette 360° sans rupture mécanique pour transmettre les efforts de structure, et la fonction aérodynamique qui est assurée par des carénages non structuraux fixés sur ce squelette. N'ayant plus de fonction mécanique, les carénages peuvent alors être considérablement allégés.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the present invention will become apparent from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character. In the figures: FIG. 1 is a perspective view of a skeleton of a support structure according to the invention; FIG. 2 illustrates the fixing of the skeleton of FIG. 1 on a turbomachine intermediate casing; FIG. 3 shows a plate intended to be fixed on the backbone of FIG. 1 at one of the radial arms; and FIG. 4 shows a cover intended to be fixed on the skeleton of FIG. 1 at one of the ferrule sectors. DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT A support structure interposed between the engine and the nacelle of an aircraft, typically a turbojet, and which is fixed on the intermediate casing of the turbojet engine is conventionally in the form of a ferrule between the sectors of which are secured radial arms. The invention consists in dissociating the mechanical strength which is provided by a 360 ° skeleton without mechanical breakage to transmit the structural forces, and the aerodynamic function which is provided by non-structural fairings fixed on this skeleton. No longer having a mechanical function, the fairings can then be considerably lightened.

10 Selon l'invention, les secteurs de viroles et les bras radiaux sont donc formés en deux parties indépendantes, un squelette 10 apte à transmettre les efforts de structure dans le carter intermédiaire, et des carénages 20, 22 non structuraux montés sur ce squelette et aptes à reconstituer la veine aérodynamique. Dans l'exemple illustré, la structure 15 comporte 4 secteurs montés entre 4 bras mais, selon la circonférence du moteur ou la position des équipements comme les vérins VBV (pour variable bleed valve) ou VSB (pour variable stator blade) par exemple, la virole comporte au minimum 2 secteurs monté entre 2 bras et peut comporter jusqu'à 6 secteurs montés entre 6 bras.According to the invention, the ferrule sectors and the radial arms are thus formed in two independent parts, a skeleton 10 capable of transmitting the structural forces in the intermediate casing, and non-structural fairings 20, 22 mounted on this skeleton and capable of reconstituting the aerodynamic vein. In the example shown, the structure 15 has 4 sectors mounted between 4 arms but, depending on the circumference of the engine or the position of equipment such as VBV (variable bleed valve) or VSB (for variable stator blade) cylinders for example, the ferrule has at least 2 sectors mounted between 2 arms and can have up to 6 sectors mounted between 6 arms.

20 Le squelette est un cadre métallique formé dans l'exemple illustré de huit pièces distinctes sans rupture mécanique, assemblées entre elles par vissage, chaque pièce correspondant à un secteur de virole particulier 12A, 12B, 12C, 12D ou un bras radial particulier 14A, 14B, 14C, 14D de la structure de support. Ainsi, par exemple, le cadre du secteur de 25 virole 12A est solidarisé avec le cadre du bras radial 14A au moyen d'un premier ensemble de vis 16 traversant à la fois un bord transversal du cadre du secteur de virole et un rebord du cadre du bras radial. Pour une meilleure répartition des efforts dans le carter intermédiaire (référence 30 de la figure 2), chaque extrémité libre des cadres de bras radiaux 30 comporte un talon permettant de fixer le squelette au carter intermédiaire par un deuxième ensemble de vis 17, les secteurs de virole étant quant à eux maintenus axialement dans ce carter intermédiaire par le biais d'un troisième ensemble de vis 18 traversant le bord périphérique du cadre de chacun des secteurs de virole. Ces vis sont de préférence de type 35 « imperdable » pour réduire le temps de montage/démontage des carénages par un opérateur.The skeleton is a metal frame formed in the illustrated example of eight distinct parts without mechanical break, assembled together by screwing, each part corresponding to a particular ferrule sector 12A, 12B, 12C, 12D or a particular radial arm 14A, 14B, 14C, 14D of the support structure. Thus, for example, the frame of the ferrule sector 12A is secured to the frame of the radial arm 14A by means of a first set of screws 16 traversing both a transverse edge of the frame of the ferrule sector and a rim of the frame radial arm. For a better distribution of the forces in the intermediate casing (reference 30 of FIG. 2), each free end of the radial arm frames 30 comprises a heel making it possible to fix the skeleton to the intermediate casing by a second set of screws 17, the sectors of ferrule being meanwhile maintained axially in this intermediate casing through a third set of screws 18 passing through the peripheral edge of the frame of each of the ferrule sectors. These screws are preferably of the "captive" type to reduce the assembly / disassembly time of the fairings by an operator.

3028893 5 Chaque cadre de secteur de virole définit au moins une ouverture 20, faisant par exemple fonction d'écope pour un des systèmes de prélèvement d'air de l'aéronef dont le capot 20A est illustré à la figure 4 et chaque cadre de bras radial définit au moins un orifice 22 pour 5 recevoir une platine de fermeture 22A illustrée à la figure 3. Afin d'assurer la continuité aérodynamique du flux secondaire, les capots et platines sont montés dans un rebord du cadre dont l'empreinte (longueur, largeur et hauteur) correspond à la forme du capot ou de la platine et permet ainsi un alignement entre la face supérieure de 10 ces carénages et celle du cadre, de sorte à ne pas constituer un obstacle pour le flux d'air secondaire. De même, capots et platines comportent des chanfreins au niveau de chacun des passages de vis pour que la tête de chaque vis s'y positionne exactement et soit alors alignée avec la face supérieure de ces capots et platines et donc aussi avec celle des secteurs 15 de virole ou des bras radiaux. On notera que la dimension des têtes de vis conditionnant la hauteur du chanfrein, elle constitue une contrainte à prendre en compte pour la détermination de l'épaisseur des carénages. Avec l'invention, l'accessibilité est rendue plus simple. On peut ainsi démonter les capots sans toucher à la partie structurale de la virole.Each ferrule sector frame defines at least one opening 20, for example serving as scoop for one of the air intake systems of the aircraft whose cover 20A is illustrated in FIG. 4 and each frame of arms radial defines at least one orifice 22 to receive a closing plate 22A illustrated in Figure 3. In order to ensure the aerodynamic continuity of the secondary flow, the covers and plates are mounted in a rim of the frame whose footprint (length, width and height) corresponds to the shape of the hood or the plate and thus allows alignment between the upper face of these fairings and that of the frame, so as not to constitute an obstacle for the secondary air flow. Similarly, covers and plates have chamfers at each of the screw passages so that the head of each screw is positioned exactly and is then aligned with the upper face of these covers and plates and therefore also with that of the sectors 15 ferrule or radial arms. Note that the size of the screw heads conditioning the height of the chamfer, it is a constraint to take into account for the determination of the thickness of fairings. With the invention, accessibility is made simpler. It is thus possible to disassemble the covers without touching the structural part of the ferrule.

20 En outre, les harnais comme les canalisations ou les conduits VBV qui auparavant tombaient dès que l'on démontait un capot peuvent être fixés simplement sur le squelette.In addition, harnesses such as pipes or VBV conduits that previously fell as soon as one disassembled a hood can be simply attached to the skeleton.

Claims

REVENDICATIONS1. Support structure interposed between the engine and the nacelle of an aircraft and adapted to be fixed on an intermediate casing, comprising a ferrule comprising a plurality of sectors, a plurality of radial arms each mounted between two adjacent ferrule sectors, and a plurality fastening means of said plurality of ferrule sectors with said plurality of radial arms, characterized in that it comprises: - a skeleton (10) capable of transmitting the structural forces in said intermediate casing, and - non-structural fairings (20A, 22A) mounted on said skeleton and capable of reconstituting the aerodynamic vein.

2. Support structure according to claim 1, characterized in that said skeleton is formed by a metal frame without mechanical failure.

3. Support structure according to claim 1, characterized in that said non-structural fairings are made of thin stamped sheets or composite materials.

4. Support structure according to claim 2, characterized in that said metal frame comprises at least two metal frames of ferrule sectors (12A, 12B, 12C, 12D) separated by at least two metal frames of radial arms (14A, 14B , 14C, 14D).

5. Support structure according to claim 4, characterized in that each ferrule sector metal frame defines at least one opening (20) closed by a cover (20A) and each metal frame of radial arm defines at least one orifice (22). ) to receive a closure plate (22A).

6. Support structure according to claim 5, characterized in that covers and plates have chamfers at each of the screw passages so that a head of each screw is positioned exactly and is then aligned with the upper face of these covers and plates, so as to ensure the aerodynamic continuity of the air flow. 3028893 7

7. Support structure according to claim 4, characterized in that said plurality of fastening means is constituted by a first set of screws (16) passing through both said ferrule sector metal frames and said radial arm metal frames. .

8. Support structure according to claim 4, characterized in that said radial arm metal frames are radially fixed in said intermediate casing through a second set of screws (17) passing through a heel of said radial arm frames.

9. Support structure according to claim 4, characterized in that said ferrule sector metal frames are axially fixed in said intermediate casing through a third set of screws (18) passing through a peripheral edge of said sector frames. of ferrule.

An aircraft engine having a support structure according to any one of claims 1 to 9.